Divulgación ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

[Marina96424]

Los agujeros negros absorben partículas, pero también las expulsan ¿por qué? Para que puedan salir, deben de llevar una velocidad mayor que la de la luz, ¿no?
Gracias
¡Saludos!

[Jakost]

Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

Por lo que tengo entendido los agujeros que liberan energia son conocidos como agujeros blancos que serian lo opuesto al agujero negro (siendo el mismo cuerpo celeste ), ese termino fue propuesto para dar una solucion en las ecuaciones del campo gravitatorio de Einstein. El por que sale energia de un agujero negro se desconoce, porque como vos decir deberian tener una velocidad mayor o igual a la de la luz lo cual segun es imposible.
Espero que te sirva de algo y esperemos una respuesta mas completa, pues me interesa mucho el tema

[Marina96424]

Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

Gracias, Jakost; pero yo me refiero a la que sale de los agujeros negros. Creo que se la denomina radiación de Hawking y sale en forma de rayos gamma..
Gracias, necesito la respuesta.
Saludos.

[DFP]

Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

Los rayos gamma proceden del "último suspiro" de la materia al precipitarse hacia al horizonte de sucesos. En ese momento, justo antes de cruzar, la velocidad que adquiere la materia consigue vencer la atracción gravitacional (que al estar inmediatamente fuera del agujero negro, obviamente es menor que c) y es despedida por los flancos del disco de acreción, en forma de chorros de energía. Los rayos gamma (GRB), son la manifestación más poderosa de la radiación energética, de ahí que se manifiesten en lugares como los agujeros negros, las estrellas de neutrones, o las supernovas, aunque también se emiten otros tipos de radiación como ondas de radio, rayos X o las todavía teóricas (que yo sepa) ondas gravitacionales.

Por otro lado, la radiación de Hawking es debida a que, como posiblemente sepas, las mecánica cuántica demuestra que constantemente hay "divisiones" de energía en partículas y antipartículas, que instantaneamente se unen de nuevo, equilibrando el recuento inicial energético. Normalmente, esto sucede tan rápido que a efectos prácticos, no sucede nada, simplemente hay una división durante un instante hasta que estas partículas se vuelven a unir formando energía. No obstante, en el horizonte de sucesos, si esto sucede, es posible que una de las dos manifestaciones de la fluctuacion cuántica (la partícula, o la antipartícula) salga despedida del agujero negro por el proceso que antes he comentado, abandonando a su compañera dentro de este, traduciéndose pues, en una emisión de energía-materia, la llamada radiación de Hawking.

Según la controvertida Wikipedia: "Una de las consecuencias del principio de incertidumbre de Heisemberg son las fluctuaciones cuánticas del vacío. Estas consisten en la creación, durante brevísimos instantes, de pares partícula- antipartícula a partir del vacío. Estas partículas son "virtuales", pero la intensa gravedad del agujero negro, las transforma en reales.Tales pares se desintegran rápidamente entre sí devolviendo la energía prestada para su formación. Sin embargo, en el límite del horizonte de sucesos de un agujero negro, la probabilidad de que un miembro del par se forme en el interior y el otro en el exterior no es nula, por lo que uno de los componentes del par podría escapar del agujero negro, si la partícula logra escapar, la energía procederá del agujero negro. Este fenómeno tiene como consecuencias la emisión neta de radiación por parte del agujero negro y la disminución de masa de éste.!

Sé que no soy Feynamn explicándome, pero espero ser de ayuda.

¡Un saludo!

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Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

Hola Marina 96424,

No tengo conocimientos muy avanzados de Astrofísica, lo que he leído a nivel divulgativo. Tengo entendido que la radiación de Hawking se debe a la separación de pares virtuales de antimateria/materia debido a la intensa fuerza gravitatoria ejercida por el agujero negro.
Hace tiempo leí un ejemplo que la verdad, aclaraba bastante estas ideas a veces un tanto complejas. Ponía como ejemplo el de una partícula que se mueve por acción de un campo gravitatorio. Pues bien, esa partícula siente, digamoslo así, un tirón debido a la fuerza gravitatoria que ejerce el cuepo de gran masa (el agujero negro en nuestra analogía) Por otro lado, el campo gravitatorio de la gran masa ejerce lógicamente una energía potencial sobre la partícula en movimiento y que por lo tanto va convirtiendo en energía cinética. Ya que debe conservarse la energía total, la energía potencial irá disminuyendo para transoformarse en energía cinética. Pues eso ocurriría, de forma similar no exactamente igual, en el horizonte de sucesos de un agujero negro, donde dos partículas virtuales en principio se separan por la tremenda fuerza gravitatoria del agujero negro mientras que una añade energía negativa al agujero negro (como ocurría al hacerse ''más negativa'' la energía potencial de la partícula que nos hemos imaginado antes en movimiento adquiriendo mayor energía cinética) mientras que la otra, ya no virtual sino real, escapa del agujero.

Si hay algún error lo siento, es lo poco que sé, como ya dije, a nivel divulgativo, pero espero ayudar. Te recomiendo esta página que explican muy bien la radiación de Hawking. http://library.thinkquest.org/C00757...ce/english.htm

Saludos!

[Marina96424]

Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

Gracias por la página. Pero sigo preguntándome si una partícula puede escapar si no va a c , porque según la física es imposible, tendría que llevar una velocidad muy elevada para escapar de la gravedad tan masiva de un agujero negro ...

[Entro]

Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

La radiación Hawking es algo muy sutil y hay que tener cuidado con las cosas que uno intuye de la misma. Voy a comentar brevemente dos cosas que generalmente no están claras sobre dicha radiación:

1.- La radiación Hawking no sale de dentro del agujero.

Lo que ocurre es que la presencia del horizonte hace que del vacío surjan dos flujos de "materia" (entendiendo materia por toda clase de partículas, no solo fotones). Cuando se calculan las contribuciones de dichos flujos encontramos que el flujo que entra al agujero tiene energía negativa (con lo cual el agujero decrece) y el flujo saliente tiene energía positiva (que es lo que denominamos radiación Hawking).

Por tanto, al no salir del agujero, no hay que considerar que nada supere la velocidad de la luz.

2.- La visión de pares de partículas donde un elemento del par entra al agujero y el otro sale no es correcta.

Esta es una visión aproximada que se usa en divulgación muy a menudo, sin embargo ese proceso no es el responsable de la radiación Hawking. Si uno intenta calcular la radiación obtenida con este método no obtendríamos la radiación de Hawking.

El problema es que cuando hablamos de agujeros negros y sus fenómenos cuánticos asociados tenemos que formularlo en un espaciotiempo curvo. En este contexto no podemos aplicar los argumentos que funcionan en Minkowski (que es donde controlamos bien la teoría cuántica).

[javirk]

Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

Hola,
hace poco me leí el libro "Historia del universo" de Stephen Hawking, escrito en 1988 en el que respondía a esa misma pregunta, te animo a leerlo.

[Raul]

Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

Hola Marina,

por si te puede ayudar, cero que el problema lo tienes por la definición:

"Los agujeros negros absorben partículas, pero también las expulsan ¿por qué? Para que puedan salir, deben de llevar una velocidad mayor que la de la luz, ¿no?"

Me explico:

1. Es cierto que no pueden salir partículas de un agujero negro.
2. El problema es ¿cuando consideras que están dentro del agujero?.
3. Este límite es el que llaman horizonte de sucesos, lugar a partir del cual una partícula necesita tener una velocidad de escape igual o mayor que la de la luz para poder escapar de la influencia (campo) del agujero negro.
4. Es totalmente cierto (hasta la fecha) que ninguna partícula que cruce dicho horizonte puede salir al exterior del agujero(esto es repetición del punto 1, pero es para que quede claro).
5. La radiación que te han explicado anteriormente se crea justo en la barrera del horizonte de sucesos, no dentro del agujero.

Espero que eso te aclare algo lo que preguntabas.

Aprovecho para hacer una pregunta: La afirmación de que una partícula no puede escapar del agujero negro, se refiere a una partícula en caída libre en el campo del agujero, ¿no?, esto es porque todas las trayectorias posibles mas allá del horizonte terminan en la discontinuidad, pero si no está en caida libre, si dicha partícula pudiese estar acelerada (vehículo espacial), ¿sería posible traspasar ese horizonte y volver a salir?, es decir ¿la afirmación solo es cierta para partículas en caída libre?


Un saludo

[juankorku55]

Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

Según he leido creo que no, todas las partículas que entren en el horizonte de sucesos no pueden volver a salir.

[aldevaran]

Re: ¿Por qué sale materia de los agujeros negros?

la verdad es que no entran, no pasan el horizonte de sucesos. el agujero negro expulsa materia como rayos gamma cuando esta recibiendo mas materia de la que puede engullir, caso de los cuasares, para que no se pierda la información de lo que cae al agujero se libera la radiación de Hawking, etc.

espero que te sea de utilidad.